CN107354797A - 一种渐进式脱水的顶网成型器及其脱水方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种渐进式脱水的顶网成型器及其脱水方法，顶网成型器包括环形顶网和多个成型辊，环形顶网设于底网上方，且环形顶网与底网之间形成湿纸页输送通道；环形顶网与底网的相接部分设有多个成型辊，多个成型辊交替位于环形顶网上方和底网下方，每个成型辊处对应形成一个脱水区；沿湿纸页的输送方向，成型辊的直径逐渐较小，脱水区的脱水压力逐渐增大。其脱水方法是利用多个脱水区的压力逐渐增大，对湿纸页进行多级脱水。本发明可实现渐进式脱水，减缓湿纸页脱水成型的速度，从而能更好地满足高定量纸张的生产要求。
Description
技术领域
本发明涉及制浆造纸技术领域，特别涉及一种渐进式脱水的顶网成型器及其脱水方法。
背景技术
传统的长网纸机依靠单面进行脱水，从而使靠网面纸页的填料和细小纤维的留着较低，形成的纸页网面较正面粗糙，导致纸张的两面差大。同时，随着网部脱水的进行，浆层的浓度不断提高，浆层中的纤维开始絮聚，而随着浓度的提高，絮聚的程度也开始加剧，最终造成纸张表面的均匀性较差。
目前一些纸厂，为了改善长网纸机的成纸匀度，除选用好的流浆箱外，往往通过增加传统网案摇振或添加整饰辊来改善纸张表面的均匀度并减小两面差，但其改善效果并不明显，而且这些方法只能用在低速纸机上。一旦纸机车速超过250m/min，传统的网案摇振和整饰辊的作用就会受到限制。更重要的是整饰辊不具备脱水的功能，采用整饰辊的长网部仍然是单面脱水，不能从根本上解决纸张两面差的问题，对改善纸张匀度和减小两面差的作用很小。因此，为进一步改善长网成形的纸张质量，顶网成型器是一种很好的选择。
顶网成型器是指在湿纸幅定型前，在长网纸机网案上方增加一张成形网，湿纸幅在两层网之间通过，使纸幅上下两面脱水，同时通过两层网之间的挤压和水力作用，分散纤维絮聚，减少湿纸页中的纤维絮团，改善纸页匀度，减少纸页结构上的两面差，从而到达明显提高纸页质量的目的。
目前，顶网成型器从结构上可以简单分为辊式顶网成型器、刮板式顶网成型器和混合式顶网成型器，其中辊式顶网成型器主要由辊子组成，通过两网之间的挤压力和辊子的离心力脱水，脱水效率非常高，同时底网和顶网之间的摩擦主要是滚动摩擦，对网的磨损很小，也减少网部负荷，因此在薄页纸生产中得到了非常广泛的应用。
但由于传统的辊式顶网成型器只有一个脱水成型区，顶网脱水的绝大部分脱水过程在此区域完成，脱水成型区的挤压力很大，这样在生产高定量纸时，一方面，太大的脱水压力会损害纤维层，恶化产品性能，特别是强度性能，也包括印刷性能，严重时会断纸；另一方面，在进夹区时，由于浆层很厚，浆料会被挤出，流向两边和流浆箱方向，也造成成形恶化，影响最终的纸张质量。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种渐进式脱水的顶网成型器，该顶网成型器可实现渐进式脱水，减缓湿纸页脱水成型的速度，从而能更好地满足高定量纸张的生产要求。
本发明的另一目的在于提供一种通过上述渐进式脱水的顶网成型器实现的脱水方法。
本发明的技术方案为：一种渐进式脱水的顶网成型器，包括环形顶网和多个成型辊，环形顶网设于底网上方，且环形顶网与底网之间形成湿纸页输送通道；环形顶网与底网的相接部分设有多个成型辊，多个成型辊交替位于环形顶网上方和底网下方，每个成型辊处对应形成一个脱水区；沿湿纸页的输送方向，成型辊的直径逐渐较小，脱水区的脱水压力逐渐增大。
作为一种优选方案，所述成型辊有四个，沿湿纸页的输送方向，依次为第一下成型辊、第一上成型辊、第二下成型辊和第二上成型辊，其中，第一下成型辊设于底网下方，且第一下成型辊与底网的相接处形成第一脱水区，第一上成型辊设于环形顶网上方，且第一上成型辊与环形顶网的相接处形成第二脱水区，第二下成型辊设于底网下方，且第二下成型辊与底网的相接处形成第三脱水区，第二上成型辊设于环形顶网上方，且第二上成型辊与环形顶网的相接处形成第四脱水区。其中，第一下成型辊采用沟纹辊，辊上方的湿纸页受两网(即环形顶网和底网)挤压力向下排出的水可通过沟纹排走，减少压花的产生。第二上成型辊作为驱动辊，带动顶网随底网的运行进行循环转动。第一上成型辊和第二上成型辊可以进行上下调节，从而调节环形顶网压入底网的深度，同时调整两网对湿纸页的挤压力及两网的张力，达到调节网部两面脱水分布、优化成形、改善匀度的目的。
所述第一脱水区处的环形顶网上方设有第一接水箱，第三脱水区处的环形顶网上方设有第二接水箱；第一接水箱和第二接水箱结构相同，带有刮水板，刮水板与环形顶网表面相接触。
所述第二脱水区和第三脱水区之间设有真空箱，真空箱设于底网下方。
所述第四脱水区的输出端设有吸移辊，吸移辊位于底网下方，吸移辊为外接真空泵的真空辊。两网经过吸移辊时，湿纸页粘附在底网上，随底网继续前进进入下一工段，而不会随顶网转走，从而保证纸机的正常运转。
所述多个成型辊的两外侧分别设有导入辊和导出辊，导入辊处的环形顶网与底网之间形成第一夹角，导出辊处的环形顶网与底网之间形成第二夹角，第一夹角的角度小于第二夹角的角度。在实际生产中，可根据实际的工艺需求调节导入辊和导出辊的高度，从而调整第一夹角和第二夹角的角度。
所述环形顶网的内侧还设有吸雾箱、回头辊、校正辊和张紧辊，沿环形顶网的循环转动方向，导入辊、第一接水箱、第一上成型辊、第二接水箱、第二上成型辊、导出辊、吸雾箱、回头辊、校正辊和张紧辊依次设于环形顶网的内侧；与吸雾箱对应的环形顶网外侧还设有高压喷水管。
所述第一上成型辊压入底网的深度为50mm～300mm，第二上成型辊压入底网的深度为250mm～500mm；且第二上成型辊压入底网的深度比第一上成型辊压入底网的深度深150mm～300mm。根据实际生产中纸页的定量、浆料种料等因素，第一上成型辊和第二上成型辊压入底网的实际深度可调。
所述第一下成型辊的直径为第一上成型辊直径的1.05～1.2倍，第一上成型辊的直径为第二下成型辊直径的1.1～1.4倍，第二下成型辊的直径为第二上成型辊直径的1.05～1.2倍，第二上成型辊的直径不小于400mm。
上述装置结构中，组成顶网成型器的各部件均固定安装于机架上，底网下方还设有白水盘，用于承接各脱水区产生的水分。
本发明通过上述顶网成型器实现一种渐进式脱水的脱水方法，包括以下步骤：
(1)湿纸页进入环形顶网和底网之间形成的湿纸页输送通道后，先进入第一脱水区，在第一脱水区内由第一下成型辊进行初步的挤压脱水；
该挤压脱水过程中，向上脱出的水从第一接水箱排走，接水箱的刮水板与环形顶网表面接触，一方面刮走环形顶网向上脱出的水，另一方面也对湿纸页产生压力脉动，改善成形；
(2)完成初步挤压脱水后，湿纸页继续向前输送并进入第二脱水区，在环形顶网和底网的挤压下，结合第一上成型辊的离心力作用，对湿纸页进行第二次挤压脱水；
该挤压脱水过程中，产生的水向下进入白水盘中排走，附着在底网上的水通过真空箱排出；
(3)完成第二次挤压脱水后，此时湿纸页干度增大且厚度降低，湿纸页送入第三脱水区后，同时加大环形顶网和底网的挤压力和第二下成型辊的离心力，对湿纸页进行第三次挤压脱水；
该过程中，经过第一脱水区和第二脱水区脱水后的湿纸页干度己经相对较大，湿纸页的厚度降低，能承受两网之间较大的挤压力，因此第三脱水区中，两网挤压力增大，离心脱水力增大，向上脱出的水从第二接水箱排走；
(4)完成第三次挤压脱水的湿纸页送入第四脱水区，进一步加大环形顶网和底网的挤压力和第二下成型辊的离心力，对湿纸页进行第四次挤压脱水；
该过程中，通过两网挤压和第二上成型辊离心力脱出的水向下进入白水盘中排走，附着在底网上的水通过吸移辊排出，至此完成湿纸页的脱水过程。
上述顶网成型器及其脱水方法的原理为：该渐进式脱水的顶网成型器中，沿湿纸页的前进方向，设置四个直径逐渐缩小的成型辊，调节两个上成型辊(即第一上成型辊和第二上成型辊)不同的压入底网的深度，使压入底网的深度沿湿纸页的前进方向增加，由于湿纸页所受到两网的脱水挤压力和离心力与成型辊的半径成反比，从而形成四个挤压力逐渐增加的脱水区，使湿纸页在顶网中受的挤压力、离心力缓慢增加，湿纸页在合适的脱水成形作用下，缓缓成型，从而避免了高定量纸在顶网使用过程中所存在的过大的脱水压力损害纤维层、恶化成形及在顶网夹区中浆料被挤出等问题，达到在高定量纸生产中使用辊式顶网成型器增加脱水、优化成形的目的，同时缓慢脱水更有利于提高填料和细小纤维的留着率，提高纸张质量，降低生产成本。
本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：
本顶网成型器及其脱水方法通过在环形顶网和底网的相接处设置多个成型辊，形成多个脱水区，利用逐渐递增的脱水压力对湿纸页进行多级脱水，从而避免了高定量纸在顶网使用过程中所存在的过大的脱水压力损害纤维层、恶化成形及在顶网夹区中浆料被挤出等问题，达到在高定量纸生产中使用辊式顶网成型器增加脱水、优化成形的目的，同时缓慢脱水更有利于提高填料和细小纤维的留着率，提高纸张质量，降低生产成本。本顶网成型器采用渐进式脱水，减缓湿纸页脱水成型的速度，可更好地满足高定量纸张的生产要求。
附图说明
图1为本顶网成型器的原理示意图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
本实施例一种渐进式脱水的顶网成型器，如图1所示，包括环形顶网16和四个成型辊，环形顶网设于底网17上方，且环形顶网与底网之间形成湿纸页输送通道18；环形顶网与底网的相接部分设有四个成型辊，四个成型辊交替位于环形顶网上方和底网下方，每个成型辊处对应形成一个脱水区；沿湿纸页的输送方向(如图1中的单箭头所示)，成型辊的直径逐渐较小，脱水区的脱水压力逐渐增大。
沿湿纸页的输送方向，四个成型辊依次为第一下成型辊1、第一上成型辊2、第二下成型辊4和第二上成型辊5，其中，第一下成型辊设于底网下方，且第一下成型辊与底网的相接处形成第一脱水区Ⅰ，第一上成型辊设于环形顶网上方，且第一上成型辊与环形顶网的相接处形成第二脱水区Ⅱ，第二下成型辊设于底网下方，且第二下成型辊与底网的相接处形成第三脱水区Ⅲ，第二上成型辊设于环形顶网上方，且第二上成型辊与环形顶网的相接处形成第四脱水区Ⅳ。其中，第一下成型辊采用沟纹辊，辊上方的湿纸页受两网(即环形顶网和底网)挤压力向下排出的水可通过沟纹排走，减少压花的产生。第二上成型辊作为驱动辊，带动顶网随底网的运行进行循环转动。第一上成型辊和第二上成型辊可以进行上下调节，从而调节环形顶网压入底网的深度，同时调整两网对湿纸页的挤压力及两网的张力，达到调节网部两面脱水分布、优化成形、改善匀度的目的。
第一脱水区处的环形顶网上方设有第一接水箱7，第三脱水区处的环形顶网上方设有第二接水箱8；第一接水箱和第二接水箱结构相同，带有刮水板，刮水板与环形顶网表面相接触。第二脱水区和第三脱水区之间设有真空箱3，真空箱设于底网下方。第四脱水区的输出端设有吸移辊6，吸移辊位于底网下方，吸移辊为外接真空泵的真空辊。两网经过吸移辊时，湿纸页粘附在底网上，随底网继续前进进入下一工段，而不会随顶网转走，从而保证纸机的正常运转。
四个成型辊的两外侧分别设有导入辊15和导出辊9，导入辊处的环形顶网与底网之间形成第一夹角，导出辊处的环形顶网与底网之间形成第二夹角，第一夹角的角度很小，第二夹角的角度比较大，使顶网尽快地与湿纸页分离。在实际生产中，可根据实际的工艺需求调节导入辊和导出辊的高度，从而调整第一夹角和第二夹角的角度。
环形顶网的内侧还设有吸雾箱11、回头辊12、校正辊13和张紧辊14，沿环形顶网的循环转动方向，导入辊、第一接水箱、第一上成型辊、第二接水箱、第二上成型辊、导出辊、吸雾箱、回头辊、校正辊和张紧辊依次设于环形顶网的内侧；与吸雾箱对应的环形顶网外侧还设有高压喷水管10。
第一上成型辊压入底网的深度为150mm，第二上成型辊压入底网的深度为400mm。根据实际的工艺需求，第一上成型辊压入底网的深度调节范围可为50mm～300mm，第二上成型辊压入底网的深度调节范围可为250mm～500mm；且第二上成型辊压入底网的深度比第一上成型辊压入底网的深度深150mm～300mm。根据实际生产中纸页的定量、浆料种料等因素，第一上成型辊和第二上成型辊压入底网的实际深度可调。从而调节环形顶网压入底网的深度，同时调整两网对湿纸页的挤压力及两网的张力，达到调节网部两面脱水分布、优化成形、改善匀度的目的。
第一下成型辊的直径为700mm，第一上成型辊的直径为650mm，第二下成型辊的直径为550mm，第二上成型辊的直径为500mm。根据实际生产需要，四个成型辊的直径可调，一般情况下，第一下成型辊的直径为第一上成型辊直径的1.05～1.2倍，第一上成型辊的直径为第二下成型辊直径的1.1～1.4倍，第二下成型辊的直径为第二上成型辊直径的1.05～1.2倍，第二上成型辊的直径不小于400mm。
上述装置结构中，组成顶网成型器的各部件均固定安装于机架上，底网下方还设有白水盘，用于承接各脱水区产生的水分，各成型辊采用胶辊即可。
本实施例通过上述顶网成型器实现一种渐进式脱水的脱水方法，包括以下步骤：
(1)湿纸页进入环形顶网和底网之间形成的湿纸页输送通道后，先进入第一脱水区，在第一脱水区内由第一下成型辊进行初步的挤压脱水；
该挤压脱水过程中，向上脱出的水从第一接水箱排走，接水箱的刮水板与环形顶网表面接触，一方面刮走环形顶网向上脱出的水，另一方面也对湿纸页产生压力脉动，改善成形；
(2)完成初步挤压脱水后，湿纸页继续向前输送并进入第二脱水区，在环形顶网和底网的挤压下，结合第一上成型辊的离心力作用，对湿纸页进行第二次挤压脱水；
该挤压脱水过程中，产生的水向下进入白水盘中排走，附着在底网上的水通过真空箱排出；
(3)完成第二次挤压脱水后，此时湿纸页干度增大且厚度降低，湿纸页送入第三脱水区后，同时加大环形顶网和底网的挤压力和第二下成型辊的离心力，对湿纸页进行第三次挤压脱水；
该过程中，经过第一脱水区和第二脱水区脱水后的湿纸页干度己经相对较大，湿纸页的厚度降低，能承受两网之间较大的挤压力，因此第三脱水区中，两网挤压力增大，离心脱水力增大，向上脱出的水从第二接水箱排走；
(4)完成第三次挤压脱水的湿纸页送入第四脱水区，进一步加大环形顶网和底网的挤压力和第二下成型辊的离心力，对湿纸页进行第四次挤压脱水；
该过程中，通过两网挤压和第二上成型辊离心力脱出的水向下进入白水盘中排走，附着在底网上的水通过吸移辊排出，至此完成湿纸页的脱水过程。
上述顶网成型器及其脱水方法的原理为：该渐进式脱水的顶网成型器中，沿湿纸页的前进方向，设置四个直径逐渐缩小的成型辊，调节两个上成型辊(即第一上成型辊和第二上成型辊)不同的压入底网的深度，使压入底网的深度沿湿纸页的前进方向增加，由于湿纸页所受到两网的脱水挤压力和离心力与成型辊的半径成反比，从而形成四个挤压力逐渐增加的脱水区，使湿纸页在顶网中受的挤压力、离心力缓慢增加，湿纸页在合适的脱水成形作用下，缓缓成型，从而避免了高定量纸在顶网使用过程中所存在的过大的脱水压力损害纤维层、恶化成形及在顶网夹区中浆料被挤出等问题，达到在高定量纸生产中使用辊式顶网成型器增加脱水、优化成形的目的，同时缓慢脱水更有利于提高填料和细小纤维的留着率，提高纸张质量，降低生产成本。
如上所述，便可较好地实现本发明，上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明内容所作的均等变化与修饰，都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖。
Claims (10)
1.一种渐进式脱水的顶网成型器，其特征在于，包括环形顶网和多个成型辊，环形顶网设于底网上方，且环形顶网与底网之间形成湿纸页输送通道；环形顶网与底网的相接部分设有多个成型辊，多个成型辊交替位于环形顶网上方和底网下方，每个成型辊处对应形成一个脱水区；沿湿纸页的输送方向，成型辊的直径逐渐较小，脱水区的脱水压力逐渐增大。
2.根据权利要求1所述一种渐进式脱水的顶网成型器，其特征在于，所述成型辊有四个，沿湿纸页的输送方向，依次为第一下成型辊、第一上成型辊、第二下成型辊和第二上成型辊，其中，第一下成型辊设于底网下方，且第一下成型辊与底网的相接处形成第一脱水区，第一上成型辊设于环形顶网上方，且第一上成型辊与环形顶网的相接处形成第二脱水区，第二下成型辊设于底网下方，且第二下成型辊与底网的相接处形成第三脱水区，第二上成型辊设于环形顶网上方，且第二上成型辊与环形顶网的相接处形成第四脱水区。
3.根据权利要求2所述一种渐进式脱水的顶网成型器，其特征在于，所述第一脱水区处的环形顶网上方设有第一接水箱，第三脱水区处的环形顶网上方设有第二接水箱；第一接水箱和第二接水箱结构相同，带有刮水板，刮水板与环形顶网表面相接触。
4.根据权利要求2所述一种渐进式脱水的顶网成型器，其特征在于，所述第二脱水区和第三脱水区之间设有真空箱，真空箱设于底网下方。
5.根据权利要求2所述一种渐进式脱水的顶网成型器，其特征在于，所述第四脱水区的输出端设有吸移辊，吸移辊位于底网下方，吸移辊为外接真空泵的真空辊。
6.根据权利要求2所述一种渐进式脱水的顶网成型器，其特征在于，所述多个成型辊的两外侧分别设有导入辊和导出辊，导入辊处的环形顶网与底网之间形成第一夹角，导出辊处的环形顶网与底网之间形成第二夹角，第一夹角的角度小于第二夹角的角度。
7.根据权利要求6所述一种渐进式脱水的顶网成型器，其特征在于，所述环形顶网的内侧还设有吸雾箱、回头辊、校正辊和张紧辊，沿环形顶网的循环转动方向，导入辊、第一接水箱、第一上成型辊、第二接水箱、第二上成型辊、导出辊、吸雾箱、回头辊、校正辊和张紧辊依次设于环形顶网的内侧；与吸雾箱对应的环形顶网外侧还设有高压喷水管。
8.根据权利要求2所述一种渐进式脱水的顶网成型器，其特征在于，所述第一上成型辊压入底网的深度为50mm～300mm，第二上成型辊压入底网的深度为250mm～500mm；且第二上成型辊压入底网的深度比第一上成型辊压入底网的深度深150mm～300mm。
9.根据权利要求2所述一种渐进式脱水的顶网成型器，其特征在于，所述第一下成型辊的直径为第一上成型辊直径的1.05～1.2倍，第一上成型辊的直径为第二下成型辊直径的1.1～1.4倍，第二下成型辊的直径为第二上成型辊直径的1.05～1.2倍，第二上成型辊的直径不小于400mm。
10.根据权利要求2～9任一项所述顶网成型器实现一种渐进式脱水的脱水方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)湿纸页进入环形顶网和底网之间形成的湿纸页输送通道后，先进入第一脱水区，在第一脱水区内由第一下成型辊进行初步的挤压脱水；
(2)完成初步挤压脱水后，湿纸页继续向前输送并进入第二脱水区，在环形顶网和底网的挤压下，结合第一上成型辊的离心力作用，对湿纸页进行第二次挤压脱水；
(3)完成第二次挤压脱水后，此时湿纸页干度增大且厚度降低，湿纸页送入第三脱水区后，同时加大环形顶网和底网的挤压力和第二下成型辊的离心力，对湿纸页进行第三次挤压脱水；
(4)完成第三次挤压脱水的湿纸页送入第四脱水区，进一步加大环形顶网和底网的挤压力和第二下成型辊的离心力，对湿纸页进行第四次挤压脱水，至此完成湿纸页的脱水过程。
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2017
- 2017-07-20 CN CN201710597691.1A patent/CN107354797A/zh active Pending
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